多尺度問題無處不在：細微化掌握研究本質

出品：「科學與中國」院士專家巡講團

製作：中國科普博覽

監製：中國科學院學部工作局 中國科學院電腦網路資訊中心

凡是物理和工程上都會涉及到幾個數量的幾何尺度，這就是我們常說的多尺度問題。而以往由於受到技術發展的製約，大多數研究只在單個尺度上進行。物理或工程問題將尺度的細微化，使得人們能從不同層次揭示了過程的機制和特點，能更清楚地掌握研究過程的本質。

多尺度問題的數值計算及科學問題，主要有兩類。對於整個多尺度系統，通過對全區進行初步模擬，再縮小計算區域，逐級縮小至最小的重點研究的局部區域的精確刻畫。主要的方法有統一方程，整場求解和分區求解，界面耦合。多尺度數值模擬現在也已經在能源動力工程中的得到了應用。比如，DSMC-FVM微噴管的耦合計算，LBM-FVM耦合計算能夠揭示流經多孔介質柱體的特性，MCRT-FVM能夠揭示太陽能集熱器的工作特性等，都是極好的例子。

系統的複雜性的相互耦合，使得以往傳統的單一理論需要得到拓展，多尺度物理場的流動傳熱問題應運而生。

「科學與中國」院士專家巡講活動是中國科學院學部發起，由中科院、中宣部、教育部、科技部、工程院、中國科協共同主辦的高層次公益性科普活動。精彩內容關注「科學與中國」官方網站（cs.kepu.cn）。中國科學院學部工作局為網站委託部門，中國科普博覽為網路傳播合作夥伴，中國科學院電腦網路資訊中心提供技術支持。